[發明專利]具有近室溫高熱電性能的菱形碲化鍺基化合物熱電材料及其制備

有效

• 申請號: 201911194682.3
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111086976B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 裴艷中;李文;卜中林
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01B19/04
• 分類號: C01B19/04;H01L35/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

1.一種具有近室溫高熱電性能的菱形碲化鍺基化合物熱電材料，其特征在于，其組成表示為Ge_1-xPb_xTe，其中，x=0.55~0.65；

該熱電材料通過以下方法制備而成：

（1）真空封裝：

按化學計量比稱取單質原料Ge、Pb和Te，裝入平底石英管中并真空封裝；

（2）熔融淬火：

將裝有單質原料的石英管在立式高溫爐中加熱升溫，使原料在熔融狀態下進行充分反應，淬火，得到熔融鑄錠；

（3）退火淬火：

將步驟（2）中所得熔融鑄錠重新在立式高溫爐中加熱升溫，高溫退火，隨后淬火，得到退火鑄錠；

（4）切割制樣：

將（3）中獲得的退火鑄錠進行切割，得到的片狀塊體材料即為具有近室溫高熱電性能的菱形碲化鍺基化合物熱電材料；

步驟（3）中，高溫退火的工藝條件為：以每小時150~200℃的速率將石英管從室溫升溫至600~650℃并保溫2~4天。

2.根據權利要求1所述的一種具有近室溫高熱電性能的菱形碲化鍺基化合物熱電材料，其特征在于，步驟（2）中，加熱升溫的工藝條件為：以每小時150~200℃的速率將石英管從室溫升溫至900~1000℃并保溫6-8小時，使原料在熔融狀態下得到充分的反應。

3.根據權利要求2所述的一種具有近室溫高熱電性能的菱形碲化鍺基化合物熱電材料，其特征在于，步驟（2）中，加熱升溫的工藝條件為：將石英管以每小時200℃從室溫升溫至950℃并保溫8小時。

4.根據權利要求1所述的一種具有近室溫高熱電性能的菱形碲化鍺基化合物熱電材料，其特征在于，步驟（3）中，高溫退火的工藝條件為：將石英管以每小時200℃從室溫升溫至600℃，并保溫2天，進行退火。

5.根據權利要求1所述的一種具有近室溫高熱電性能的菱形碲化鍺基化合物熱電材料，其特征在于，步驟（4）中，切割的具體過程為：采用線切割機進行切割，所用金剛石切割線的線徑為0.35mm，切割速率為每分鐘200~250轉，調節樣品臺運行速度0.1~0.5 mm/min，并用水流降溫。

6.根據權利要求5所述的一種具有近室溫高熱電性能的菱形碲化鍺基化合物熱電材料，其特征在于，步驟（4）中，金剛石切割線轉速為250 r/min，樣品臺上升速度為0.1 mm/min。